Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_2 (1123314), страница 19
Текст из файла (страница 19)
!8-2). (((е!ее рассмо.грим судьбу 'лтллго л(илллл»'я 18.2 8ыделение азота и цикл моченины ! 273 ! 18.2. Выделение азота и цикл мочевины !(сли аминогруииы (рги. !Х-10) не нужны для синтеза новых аминокислот или других азотсо. держащих пролуксон, они пресзрщцакттся н ко|ичный зкскрегируемый нродукс. Большинство водных организмов, таких как когпсси рыбы, аммонсютеличеекие. т. с, ссынсцсят а:кп ссхсссно~ руины н ниде аммиака.
!окси шый аммиак просто сз .. в матриксе (рис. 18-! 1, ьк см. также рнс. 18-10). .)та М Р-зависимая реакция катзлизссруется регуляторньсм ферхсесстом карбамоилфосфагсиитазой ! (см. ниже). Мспохонлриальная форма зтогс~ фс рмснта от:шчас'и я сп цито;юлыкщ формы (!!), косорая выполняет особую функцию в биосинтсзс ниримилинов (гл. 22). Карбамоилфосфсп, котсзрьсй функционируст в качестве активировашюго донора карбамоил- !274~ Часть 11.
18. Окислительное расщеплениеаминокислот и образование мочевины М!1, мы, (1! ( (Н~ 18.2 Выделение азота и цикл мочевикы ~275) Рис. зВ-зо. Цикл мочевины и реакции, которые предюествуют образованию аминогрупп, попадающих в цикл. Ферментьь катализирующие зги реакции (их названия приведены в тексте), распределены между матриксом митохондрий и цитоэолем. Одна аминогруггпа попадает в цикл мочевины в виде карбамоилфосфата образованного в матриксе; другая в виде аспартата синтезированного в матриксе при трансаминировании оксалоацетата и глутамата которое катализирует аспартатаминотрансфераза.
Цикл мочевины состоит из четырех стадий:'з' Образование литоуллина из оонитина и капбзамоилзбогфата ~пог цитозс1ля, а игл ~завет строго в активный центр аргшшиосукиии гтсинтегазьь,Это зуш~елирование между цнрмезпаии продолжался для аргиииисукцината, аргииииа и орш1тина. Только моиз вина высвобождается в обппзй цитозольиьш пул мезаболитов. Цикл лимонной кислоты и цикл мочевины могут быть взаимосвязанными ~ 276 | Часть П. 18. 0кислительное расщепление аминокислот и образование ночевини Мочсаина Фумарат Аргинин Манат Лргинино Цигы Аснар иг г -аргингг носа кцггнв игыгч ио н вины ()рни ~ин ггисн~ ~Гнила трикароовоиык кислог Лг иар1 а ~ Цнтрл линн Цит<>воль а г 13.2 Выделение азота и цикл мочевины !277! мои.вииы также зиачитсльио повьппается ори длительном голодании, когда для поддержания метаболи пекой энергии ор<аиизма начинается расщсч<ление мьиие <ных ослкон. Г!ри измсиешп< по< регин<очи в ф< рмеита<и<знои активности никла мочевииы скорости синтеза итырех ферментов никла мочсвииы и карбамоил<!)осф<исин'<<'гжзы ! <3 иеч<.'ни !зе<ули!жги<си медлешю.
У гололагоп<их животш<х и у живот- промежуток времени. ! !< рвыйфс рмеит итого и ти кароамоилф<зсфа<<'инте<а.<а !и.!лосз<!зич<скиаигивиру< гся Х-аиетиз<глутаматом, к<иорьш образуется из <в<стыл-<. <зЛ и глутамата под действи. < м < )-ацетилглутаматсиитетазы (рис. !8-13) У рас<пшй и микроорганизмов этот ферме<и катализирует г<ервунз с талиго синтеза <т< гил:и ар гииииа из <лутамата (ск< рис. 22-!О), ио у млс.
кол итак щих хч ацетил< лутаматсиит< тазиая ак- [З)?И[ Чань 11. 18. Окислительное расщепление аиинокислот и образование ночевини пищу. Излишек гюглощепцык аминокислот, прсвыща)опп)Й мищтмальиьш с)ке)тп! ви)се потребиоГп! Ор)апи)ма для синг!за белков, подверГается лезаыинироваиик) в печени с образованием свободного аммиака, кои)рь) )! ие можсп превращаться в мочевииу и поступает в кровоток, а аммиак, как мь! по«азы!и, очень гокщ)чеи.
Отсутствие коти бы одного фермента цикла мочсвииы мокнет приволпсп к гипераммонемии или иакоплеиик одно)о из 18.3 Пути деградации углеродного скелета аминокислот ] 279 ~ )т-окисл<енин. <1зенил<- ацетат затем превра!дается в фенилацетил.СоЛ, кот<зры<! соединяе<ся с глутамином с образоватшем фенилацетигц лу <амина (рис. 18- И, ! нр<лт<!).
)з итоп удаление глутамииа вклгочает его лальнейи<ий синтез глугаминси<петазой 1сы. уравнение 22-1) ио реакции, в которой расходуется амина«. 11 ! ига<трат, и <1тс<т<ь пи!огиз<ге!утаыин — и<- 'и<к<'и'пп <е спесив!спи<!, к<л<трые выводятся с мо<!.г.,...,....,,...,, „,...,,,ь,<я ! с предшественник ыочевипы. Арпшаза ката- лизирует гидролиз аргишша до мочевины и ории! ина; таким образом, ории !ин нозобнов- г<я<тся в ксокдом ооороте цикла.
° 11икл! мочевииы <х: чпествляет цепь преврашений ог оксалоацета<а до фумарата: и гпп и другой иитермсдиаты цикла лилишцой кислоты. Таким образом, зги два цикла и< ре- [280[ Часть П. 18. Окислительное расщепление аминокислот и образование мочевины Ги ими~ и Ивипи1ра ~ Цикл 11 1 иии1ии К1и~~ ~ ~и и 11и трикарбоиовых ~ ', и и„и кислот .Ни,ли .1иы и т1чт.и-и.ии ии Котиковые 11 чаинки тела 1 и1и и и ' ,.'и и~и' ~ Гт;т,ои:~ 1;и1и.ии 11Н1и и 18 3 Пути деградации углеродного скелета аминокислот 128! ~ дслсги.
!Га кс1(тГснньи и Глк!кОГснныс аминокислоги нс ттрогое; ням аминокисл!и три!Иофан, фенилас!!Ион!, тир!хип1, т1те!)Пи)1 и НВОТсйцин ВыИОлнякуг и кстоп'нныс, и Глк!коГТ71ньге функпии. Катаболиаы аминокислот криы1чен для выживания животных, НОгрсбля10117их ВысоьобслкОВткт пинту, и для голодакипих жнвогнь!х. Лтйпин исклк1читсльно кето!Синая аминокислота, Гвирко распрост раис!сная в белках. Б условиях И1ло.
углерод в его напболсс окисл!иной форме как СО! (См. рис. 1 1-18): тст рагидрофолат п!трен оси! отин1углеродньп! фрагм! нт в иром! жуточном состОянии окислснности и инотд ! и вид! ьк"1ильной !руины; т-аденттиь !мстит!И!тн и! реп!к ит метпльнукт группу -- наийолс! восстановлтнно< состояние углерода. !!осл!днис дна кофактора особенно важны в ыетаботпт!тме аминокислот и нуьлсгп илов. ~2821 Часть П.
18. Окислительное расщепление аиинокислот и образование иочевины Степень окисления (переносимых трупп) ты, с! ( нйн!моя з восстыювленнвя ~ Н 18.3 Пути деградации углеродного скелета аминокислот [283[ мстилеиовую ! Руину; а самая окисленная -- !ктаток м!'пшильиои группьг, формила илп формимииа (рис. 18-17). )тол! пи!яство форм !с!ргиилрофозаза подвср!акгтся ьмаимоиревра!цеииям и служат донорами олиоуглсролиой сливины в разнообразных к!стайн>ги! вских реакциях.
!лавиый иси!чиик олин!у!леролиых фрюмегпов лля тетра илрофолата .- зто утлерол, лоно)юм которого явля!глен серии. ЕЗ рсзулгг!атг образуют! я глиции сот!лил дт!)..) Га )ил!кипя и! обвесив тем, 'по !гуклсофильиьп! атом серы мстисяпгиа ам!хо о атомов фосфора !!окуз"! б!'-у|!прог! )ягбогы молекулы КП'. Трифосфа! вь!своГюжлаегся и лразрсзается» иа Р, и РР, зтим жс ферментом, а РР, распив!!пегги неорганической пирофоггфазаяги; таким образом, в агой реакции разрушаются тр«связи, включая лве свя:зи высокозигргегичгских фосфатиь!х груги!.
Еттигк !веииая другая пав!с!иая реакция, в кото- (ива) Часть 11. 18. 0кислительное расщепление аиинокислот и образование иочевины Б результате переноса могильной ~(тустсстл с В-адсношлмспктшша иа акспмгпср образустся Я-адеиозилгомоцистеин (рис. 18-18, ста;тия,'а'). который затсч расгисплястся на гомоцпгтсин и адснозин (ста,сия 3). Мсгтгсониы ршсю рируется при персюссе метильгсой группы на тсзлсоцистсин в рсакнпш кспализируслсой ьтсзиониисинтазой (сталия 4); так мсзистнин и(тстз(нссцастся в В-влево.силмс'сиоипн, по.швсршаст цикл актива- снихкснисм сотссрзкастия зрелых зритроцитов и появлением в кос~ном мсмсс. сссз)тсзсых клстсскпрслшсственников, или мегалобластов. В крови зритроцисы постепенно замспсак тся мсиыиим ьолииестпзом аномазьтсо ьруиньсх зритрстцитов, называс мых макроцитами. Дефскт развгпия з)лпрошпссв являспя прямым слслствпсм исчсрианстя запаса 1Ч'',~'о-ьссзгскс ~стсгрссс ид)зссс)золссза, исобхолимото лля синтеза тимилииовых нуклсопсаов, 18.3 Пути деградации углеродного скелета аминокислот ]анй?~ Шесть аминокислот расщепляются до пирувата угли'1з(ьпгые (е(л('гы н(ес(и аминокнсл(л ц('- ликом или частично ирсвраща?о?ся в пиртви, 1!ируват мо?к(т (?бразовмвать ли(ш ац(тил-СоЛ и рано илн поздно окислягь(я в цик.н ?рнкарйоиовых кислот, либо оксалоац("г;и и иошупам в глк?кои(огенез, Вот зги шесть аминокнсл(?г —.
аланин, трипт(?фан, цисгеин, гергш, !лицин н г! ры, а затем происходи ! тршн аминирование. Серии прсвра?кается в иируват под действием сериндггидр,(газы. В спой пиридоксальфосфш зависимой реакции удаля?о гся и 1?-! идрокгил, и о-ампн~?(рупп(! с! рина !рис. 18-20, и). Глнцнн рас?цсплягяг(я .(рема путями н шлько один ш ник вс;и ! к иирува?у. 1лшпш ир(- арап(астгя в с( рин пуп и ферлн нта! инной ргакции при(шдинш?ия гнпрок(им(ти. !ьной (рупиь! $1йб ~ Часть П. т8. Окислительное расщепление аминокислот и обратова ние мочееины с щи| ')'~' ~н,!~''( н п~ и —.т ы нл! ! !! ~кп~'л ,Р~п (ы чы ~ ы . пл ы н!н ~ы 'ы с 18З Пути деградации углеродного скелета аминокислот [уху[ Рис.
т8-ао. МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ. Роль кофакторов лиридоксальфосфата и тетрагидрофолата в метаболиэме глицина и серина. Первая стадия каждой реакции (не помазана) представляет собой образование ковалентнои иминной связи между РЕР связанным с ферментом, и субстратом — аминокислотой серином в случае (а), глицином в (б) и (в).
а — катализируемое РЕР отщепление воды в сериндегидрогеназной реакции (стадия ссЗ) ведет к последующему образованию пирувата. б — в гидроксиметилтрансферазнои реакции стабилизированный Р|Р- лгр!гн !сяокислиидм!ом! Раг!з!гид!них!!и!(,Ол )ч 11; и мез илеиолой группы ( ('Нз ) (рис. 18-19, 18 20, н). Дз!я л!ой зи гло обратимой ргакпии, ка !ализиру! мой глнцннраегцепляюнтнм ферментом (глиииисиита:юй).
также необходим тстрагидрофолат, кгиорый ирииимагг мегилюн!нукз !руину. В а!ом ну!и ! кис.и!!ельм!!!о расщэлзлгиия лва а!има угл! рода иг попадают в цикл грива[!!хин!ныл ки!'лги. Огни! атом Зоря!'т!'я В виде [288 [ Часть 11. 18. Окисл ительное расщепление аминокислот и образование мочевины !«разви<ия и смерти н ранцем д< тстве. Вьиокие концситрации глиц!Ига - тормо;<но>о и<бром<диан>1>а — олио из во>>ыо>киых обьясиеиий неврологических иос.ц летний э>ц>й бо>цзш!. У людей было опрсделе>ю мти»исство ргыиых гснсти <с<кцх дефектов в хитаболизтя аминокислот (табл.
18-2). В <><ой гтцци мы в<.гр< гимся ыцс <' искоторымц из цих. ° В трсгы:м, и последи<>м, пути деградации глц- Семь аминокислот распадаются до ацетил-Сод Части ) <дородных скслец>в семи аминокислот триитофвиа, лизина, феиилалаиииа, тирозииа, лейцииа, изолейцииа и треоиииа образуя>! ацс<ил-СоЛ вбили ацеи>ацетил СоЛ, последнии и<Виноли>ся в ац<"п<л.СоЛ (рис.
1И-21). ! 1ееоторьц' иослсдии<' с>адин д<'! ради<ив >ц>1Р цииа, лизина и трицтофаца цацомипан>т с<а- 18.3 Пути деградации углеродного скелета аминокислот (2891 129(З ~ Часть |1. 18. Окислительное расщепление аминокислот и образование мочевины Рис. з8-гг. Трилтофан — предшественник некоторых биологически важных веществ. Из ароматического кольца триптофана синтезиру(ется никотинат (ниацин), индолацетат и серотонин. Атомы, из которых получается кольцо никотината, выделены цветом.
1В.З Пути деградации углеродного скелета аминокислот ~29! ) !!К ~и.1лни.л~~ !! г1„'~ ..", .' . ' г! '' !и г!к ."г .' !'г! !'!! с и, г! гн! Лт.т,. - Г !г:он гг~ ня~нГлн. тк '/ '!!.! "-.г г! !'! ! ! ! н! !В!!Зт! Часть !1. 18. Окислительное расгаепление аминокислот и образование мочевины Феиилалаиии и феиилиируват исткаиливак>тсз! в кршзи и тканях и вт!тгетгянзтся с мочой отснгда и название феиилкстоиурия.. !!!теин!ля часть фсиилиирувата вмесго топ!, чтобы вывалиться. либо дскарбокси;шруется до феиилацстата, либ» восстанавливается ти! г)!сииллт!«тата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
